Echantillonnage et analyse des plantes potagères Influence

Echantillonnage et analyse des plantes

potagères – Influence de la préparation

des végétaux sur les résultats d’étude

Cas particulier du thym

Karen PERRONNET

INERIS

Journée technique d’information et de retour

d’expérience de la gestion des sites et sols pollués

Lundi 19 novembre 2018

Organisée par l'INERIS et le BRGM, en concertation

avec le Ministère de la Transition

Ecologique et Solidaire

Journée technique d’information et de retour d’expérience de la gestion des sols pollués – 19 novembre 2018

Contexte

> 2

Prélèvements et analyses de plantes potagères dans le cadre d’étude

d’Interprétation de l’Etat des Milieux (IEM)

dans des jardins privés & familiaux

dans les espaces publics accessibles à tous - cueillette

> Plusieurs catégories de légumes et fruits sont collectées ainsi que des plantes

aromatiques (thym, romarin,…)

> Sur des sols impactés, interrogation sur les niveaux de concentration en métaux

significatifs fréquemment rencontrés dans les plantes aromatiques

Quel est l’impact sanitaire lié la consommation des plantes aromatiques ?

Quel est le niveau de concentrations en métaux dans les préparations dérivées?


> Contamination des végétaux par les éléments traces métalliques (ETM)

Contexte

Absorption

foliaire Réenvol

Irrigation

Absorption

racinaire

Effet splash

(INERIS, 2013)

Persistance dans les sols

Mobilité et biodisponibilité, fonction

des substances et des propriétés

des sols

> Cueillette de thym sauvage situé sur des sols

présentant des anomalies géochimiques : zone

accessible à tous

- Quel est le niveau de concentrations des métaux dans les

préparations dérivées : tisane, teinture mère, huiles

essentielles ?

- Quelle est l’influence du lavage sur les concentrations en ETM

dans le thym ?


Etudier les transferts sol-plantes des ETM et l’influence du lavage et des préparations

à base de thym sur l’exposition des consommateurs pour la voie ingestion,

dans un objectif d’évaluation des risques sanitaires

> OBJECTIF

1Question 1 : Le lavage des végétaux avant leur utilisation permet-il de

diminuer significativement les concentrations en ETM dans les végétaux ?

Question 2 : Les tiges feuillées et les feuilles de thym présentent-elles

des concentrations en ETM similaires ? (i.e. besoin de préciser à

l’opérateur ou au laboratoire d’effeuiller le thym avant l’analyse) ?

Question 3 : L’utilisation alimentaire du thym sauvage poussant sur un sol

pollué en ETM et de leurs produits dérivés présente-t-il un risque sanitaire

pour les usagers potentiels ?

> QUESTIONS

2

3

Objectifs et hypothèses de travail

TRAVAUX EXPERIMENTAUX EXPLORATOIRES


Prélèvement de thym sauvage sur un sol impacté par des métaux/métalloïdes

Deux emplacements : sites D1 et D2

Plan expérimental mis en œuvre (1/3)

D1 D2Niton XL2

Mesure directe sol

Parties aériennes

Individus entiers

Sites de prélèvement

[Pb]sol = 5 050 mg/kg [Pb] sol = 7 500 mg/kg

[As]sol= 129 mg/kg

[Cd]sol= 94 mg/kg

[As] sol = 54 mg/kg

[Cd] sol = 230 mg/kg



Méthodologie – modalités de lavage

Répartition des ETM dans le thym Effet du lavage sur la concentration en ETM

Feuilles,

Tiges feuillées

Grosses

branches

Racines SE 1 : NL/F SE 2 : NL/TF SE 3 : LB/F

SE 4 : LB/TF SE 5 : LC/F SE 6 : LC/TF

3 modalités de lavageBain de lavage (LB)

Eau courante (LC)

Non lavé (NL)

2 partiesFeuilles (F)

Tiges feuillées (TF)

x 3 réplicats par site

x 6 réplicats par site

Plante aromatique vivace au feuillage persistant - espèce Thymus vulgaris L.

(famille Lamiacées). Sous-arbrisseau de 10 à 30 cm, aromatique, rameux, à

tiges ligneuses, habituellement dressées, en touffes ou en petits buissons très

denses

https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjO7KamldfVAhUDthoKHQleBP4QjRwIBw&url=http://data.abuledu.org/wp/?terms=seaux&psig=AFQjCNH2L9N7X4XfHCEDw_1Xg1umcLgI0w&ust=1502815236384678

https://www.google.fr/url?sa=i&rct=j&q=&esrc=s&source=images&cd=&cad=rja&uact=8&ved=0ahUKEwjO7KamldfVAhUDthoKHQleBP4QjRwIBw&url=http://data.abuledu.org/wp/?terms=seaux&psig=AFQjCNH2L9N7X4XfHCEDw_1Xg1umcLgI0w&ust=1502815236384678



Méthodologie – préparations à base de thym

Tiges feuillées

découpées

Macération

(3 semaines)Teinture mère

1 2 3

TEINTURE MERE

Macération dans de l’alcool à 90°

pendant 3 semaines à l’obscurité de 60 g

de tiges feuillées fraîches (300 mL)

Mesure des concentrations en ETM

dans la préparation

HUILES ESSENTIELLES

TISANES

Distillation en micro-distillateur

vapeur (sous-traitance)

Analyse des teneurs en ETM

2 modalités de lavage des

feuilles de préparation : NL, LB

Infusion pendant 10 minutes (1g de feuilles pour 100 mL d’eau du robinet)

Analyse des teneurs en ETM

x 1 préparation par site (D1, D2) x 3 réplicats par site (D1, D2)

x 1 préparation par site (D1, D2)

+ TEMOIN : Sachet de thym BIO – origine PROVENCE – acheté en supermarché


Concentrations en cadmium inférieures à la valeur de 0,2 mg/kg MF (Règlement UE 2014/488) sur D1

Domaine application: commercialisation interdite sur le marché européen si dépassement du seuil

Effet non significatif du lavage sur la teneur en Cd

Pas de différence significative entre les 2 modes de lavage (bain / eau courante)

Thym témoin bio (TF) : Cd = 0,02 mg/ kg MS (taux d’humidité du thym sauvage = 50% environ)

Concentrations des feuilles (F) et branches feuillues (TF)

fraiches de thym lavées (LB, LC) et non lavées (NL)

Résultats

Exposition liée à la consommation de feuilles ou tiges feuillées de thym

Cd

Feuilles FeuillesTiges feuillées

Tiges feuillées

Valeurs moyennes

supérieures au seuil

règlementaire

Conditions météorologiques la veille

du prélèvement sur les 2 sites:

Pluie : 14,3 mm

(intensité 9,5 mm/h)


Valeur après lavage

proche du seuil

règlementaire

Concentrations en plomb supérieures à la valeur de 0,3 mg/kg MF (Règlement UE 2015/1005)

Domaine application : commercialisation interdite sur le marché européen si dépassement du seuil

Effet non significatif du lavage sur la teneur en Pb

Pas de différence significative entre les 2 modes de lavage (bain / eau courante)

Thym témoin bio (TF) : Pb = 0,55 mg/ kg MS (taux d’humidité du thym sauvage = 50% environ)

Concentrations des feuilles (F) et branches feuillues (TF)

fraiches de thym lavées (LB, LC) et non lavées (NL)

Résultats

Exposition liée à la consommation de feuilles ou tiges feuillées de thym

Pb

Feuilles FeuillesTiges feuillées

Tiges feuillées

Consommation dans

préparations culinaires /

grillade

Quantité consommée:

1 cuillère à café par jour ?


Peu de transfert de métaux dans l’eau infusée : 0-6% (bilan masse)

Contribution des métaux issus de l’eau du robinet

(Pb ≈1 µg/L et As ≈0,3 µg/L)

Tisane préparée à base de feuilles de thym non lavée (NL)

et lavées à l’eau courante (LB)

Infusion dans eau du robinet – Concentration en µg/L

Résultats

Exposition liée à la consommation de tisane à base de thym

Quantité bue par an : 132 tasses (150 mL)

* Infusion pendant 10 minutes

(1g de feuilles pour 100 mL d’eau)Site Lavage As Cd Pb

D1 NL 0,6 <0,2 2,8

D1 LB 0,4 <0,2 1,6

D2 NL 0,5 0,6 4,4

D2 LB 0,3 0,3 1,5

Témoin NL 0,5 <0,2 2,1

Site Lavage As Cd Pb

D1 NL 6 % - 3 %

D1 LB 3 % - 3 %

D2 NL 6 % 4 % 4 %

D2 LB 0 % 3 % 2 %

Pourcentage de métaux dans la tisane issus des feuilles

* Préparation de sirop à base de

tisane

• Absence de réglementation sur la qualité

des tisanes

• Possibilité de comparer les concentrations

dans la tisane aux valeurs de l’arrêté du

11 janvier 2007


Aucun transfert de métaux dans la teinture mère (excepté Zn à 1-2%)

Teinture mère préparée à base de tiges feuillées de thym non lavées (NL) -

Macération dans solution hydroalcoolique – Concentration en µg/L

Résultats

Exposition liée à la consommation de teinture mère à base de thym

Quantité de teinture mère pour un

traitement :

30 gouttes (1,6 mL-3 fois par jour)

pendant 3 semaines. Dès 12 ans.


D1 NL 0,27 <0,2 0,24

D2 NL <0,2 <0,2 0,30

Témoin NL (BIO) 0,20 <0,2 0,26

Blanc <0,2 <0,2 <0,2


D1 NL 0 % - 0 %

D2 NL - - 0 %

Pourcentage de métaux dans la teinture mère

issus des feuilles


Peu de transfert de métaux dans les huiles essentielles

( 11 % pour As et <1 % pour Pb)

Faible productivité d’HE à partir du thym sauvage

Huile essentielle préparée à base de feuilles de thym non lavées (NL) -

Concentration en mg/kg MS huiles essentielles (HE)

Résultats

Exposition liée à la consommation d’huiles essentielles à base de thym


D1 NL 0,02 <0,01 0,02

D2 NL <0,01 <0,01 <0,01

Témoin NL (BIO) <0,01 <0,01 0,03

Blanc - <0,01 <0,01 <0,01


D1 NL 11 % - 0,6 %

D2 NL - - -

Pourcentage de métaux dans l’huile essentielle issus des feuilles

Huiles essentielles :

- Ingestion

- Diffusion

- Inhalation

• Absence de réglementation sur la

qualité des huiles essentielles pour les

impuretés (type métaux/métalloïdes)


Conclusions sur travaux exploratoires

1Question 1 : Le lavage des végétaux

avant leur utilisation permet-il de

diminuer significativement les

concentrations en ETM dans les

végétaux ?

Question 2 : Les tiges feuillées et les

feuilles de thym présentent-elles des

concentrations en ETM similaires ?

(besoin de préciser à l’opérateur ou

au laboratoire d’effeuiller le thym

avant l’analyse ?)

Question 3 : L’utilisation alimentaire

du thym sauvage poussant sur un sol

pollué en ETM et de leurs produits

dérivés présente-t-elle un risque

sanitaire pour les usagers potentiels ?

2

3

- Concentrations similaires en plomb entre feuilles (F) et

tiges feuillées (TF) (rapport F/TF = 0,7 à 0,9)

- Concentrations feuilles F > tiges feuillées TF pour Hg et

Zn (Ni sur site D1)

Recommandation : analyser les plantes aromatiques

telles qu’elles sont consommées (thym effeuillé ou non)

- Aucun effet significatif du lavage même si une légère

tendance est observée, du fait des précipitations la veille et

de la rugosité du sol peu propice à l’effet « splash »

- Pas de différence entre lavage « bain » et lavage « eau

courante » sur les teneurs dans les végétaux

- Dépassement des valeurs réglementaires pour Pb et/ou Cd

pour les feuilles et/ou tiges feuillées (commercialisation sur

marché européen)

- Faible transfert des polluants du thym vers les préparations

(tisane, teinture mère, huile essentielle)

- Scénario (cueillette / jardin) à considérer si forte quantité

consommée


Thym : plante aromatique pouvant présenter des teneurs en ETM élevées

(sources possibles : retombées atmosphériques, sol avec transfert racinaire)

Préparations à base de thym (tisane, teinture mère, HE) : faible transfert des

ETM contenus dans les feuilles/tiges

Effet du lavage : influence selon la source de pollution, l’espèce végétale, le

sol et les conditions de croissance

GT végétaux : quelles modalités de lavage pertinentes pour une IEM ?

Pour les plantes aromatiques : scénario de consommation à considérer dans

certaines régions sur la base des quantités récoltées (cueillette) ou auto-

produites (jardin potager)

Evaluation de l’exposition des usagers

Conclusions sur travaux exploratoires


1/ Projet ANR MARSECO sur le romarin sauvage à proximité d’une ancienne

mine de plomb (Marseille)

Pour aller plus loin

2/ Projet de recherche PHYTEO (Phytostabilization and Essential

Oil – ADEME, 2017-2019) : culture de coriandre et de sauge

sur un site contaminé par des ETM / valorisation innovante de

la biomasse avec fabrication d’huiles essentielles (cultures non

alimentaires) et valorisation des résidus de distillation

Ancienne fonderie de plomb – Parc National des Calanques

Teneurs en métaux dans parties aériennes, tisanes et huiles

essentielles faible transfert des métaux ; bon candidat

pour la phytostabilisation

Teneurs en métaux dans huiles essentielles (biocide, anti-

inflammatoire) faible transfert

Valorisation possible des résidus de sauge (compostage, digestion

anaérobique)

Documents

Echantillonnage et analyse des plantes potagères Influence